Mainoo ký hợp đồng chuyên nghiệp đầu tiên với United vào tháng 5 năm 2022 và là thành viên chủ chốt của đội U-18 Manchester United giành FA Youth Cup mùa bóng 2021-2022.[5]

Manchester United

Mùa bóng 2022-2023

Mainoo có những tiến bộ vượt bậc và đã tham gia đội hình U-21 của United thi đấu ở EFL Trophy trước khi được huấn luyện viên Manchester United là Erik ten Hag phát hiện ra tài năng và gọi lên đội một của United.[6]

Anh có trận đấu ra mắt câu lạc bộ vào ngày 10 tháng 1 năm 2023 khi có mặt trong đội hình xuất phát trong trận đấu ở Cúp FA trước Charlton Athletic F.C. (United thắng 3-0) dưới vai trò tiền vệ kiến thiết lối chơi (số 10).[7] Ngày 28 tháng 1 năm 2023, anh có trận đấu thứ hai cho United ở mùa giải khi vào sân thay Casemiro trong trận đấu ở Cúp EFL trước Reading F.C. trên sân Old Trafford.

Mainoo giành nhiều thời gian chơi ở đội hình U21 United thi đấu ở Premier League 2 với phong độ chói sáng, đóng góp 2 bàn thắng và hai kiến tạo cho đội. Phong độ này giúp anh giành giải thưởng Jimmy Murphy cho cầu thủ trẻ xuất sắc nhất mùa bóng của United.[8]

Mùa bóng 2023-2024

Mainoo được huấn luyện viên Erik ten Hag tin tưởng vì sự tiến bộ của anh trong mùa giải trướng và đã bố trí Mainoo vai trò tiền vệ trong đội hình chính thi đấu mùa hè. Tuy nhiên, Mainoo đã gặp chấn thương trong chận giao hữu với Real Madrid ở Mỹ và phải nghỉ thi đấu ngay trước khi mùa giải mới bắt đầu.[9]